211service.com
Telewizory o wysokiej rozdzielczości z nanorurek węglowych
Wyświetlacze z nanorurek węglowych, które przewyższają dzisiejsze telewizory z płaskim ekranem, są gotowe do przeniesienia z laboratorium do fabryk, twierdzą naukowcy z Motorola . Nanorurki węglowe umożliwiają telewizory o wysokiej rozdzielczości z kolorem, kontrastem i szybką reakcją charakterystyczną dla nieporęcznych ekranów opartych na lampach katodowych (CRT), ale w formacie ekranu płaskiego.
Nowe ekrany telewizyjne są nanowersją wyświetlaczy z emisją polową (FED) opracowanych przez Motorolę i inne firmy w latach 90. XX wieku. Chociaż ta technologia wyprodukowała olśniewające prototypowe wyświetlacze, kosztowała zbyt dużo, aby konkurować z wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi (LCD). Budowanie fabryki [dla konwencjonalnych FED-ów] nie miało sensu. Koszt [LCD] zmniejszał się każdego roku o połowę, mówi Kenneth Dean, który kieruje rozwojem wyświetlaczy z nanorurek węglowych w Motoroli. Jednak, jak mówi, nanorurki węglowe dały technologii emisji polowej drugi wiatr, dając tańsze komponenty, które można łatwiej wyprodukować.
Motorola nie zamierza budować własnych fabryk do produkcji wyświetlaczy, więc firma prowadzi teraz rozmowy licencyjne z kilkoma firmami produkcyjnymi. James Jaskie, główny naukowiec Motoroli, mówi, że dwie firmy w Azji budują obecnie fabryki produkujące wyświetlacze na bazie nanorurek węglowych, które mogą wykorzystywać niektóre aspekty technologii Motoroli.
Wyświetlacze emisji polowej, takie jak CRT, działają poprzez kierowanie elektronów na czerwone, zielone i niebieskie luminofory rozmieszczone na ekranie. Ale zamiast używać jednego działa elektronowego umieszczonego półtorej stopy za ekranem, jak w CRT, wyświetlacze emisji pola wykorzystują miliony maleńkich emiterów elektronów umieszczonych w milimetrach ekranu. Wczesne wyświetlacze emisyjne wykorzystywały ostre metalowe punkty dla emiterów, ale były one trudne do wykonania na dużych obszarach i wymagały tak wysokiego napięcia, że potrzebna była droga elektronika do kontrolowania, gdzie i kiedy zapalają się piksele.
Nanorurki węglowe są jednak tak cienkie, że umożliwiają obniżenie napięcia i zastosowanie tańszej elektroniki. Używamy pola elektrycznego do wyciągania elektronów, a im wyższy i ostrzejszy, tym niższe potrzebne napięcie, mówi Dean. Ponieważ nanorurki działają tak dobrze jako emitery elektronów, można je również umieścić dalej od elektroniki sterującej, co zdaniem Deana powinno ułatwić produkcję dużych wyświetlaczy.
Jednak praca z nanorurek niesie ze sobą własne wyzwania. Badacze potrzebowali metody niskotemperaturowej, która nie spowoduje stopienia szkła w wyświetlaczu; musieli także znaleźć sposób na równomierne rozmieszczenie nanorurek, ponieważ oko może wykryć subtelne różnice w jasności między sąsiednimi pikselami. Wreszcie, nanorurki muszą znajdować się w określonej odległości od siebie, ponieważ działają najlepiej, gdy nie znajdują się zbyt blisko sąsiednich nanorurek. Dean mówi, że rozwiązanie Motoroli obejmuje materiały, które samoorganizują się, tworząc maleńkie cząsteczki o średnicy zaledwie trzech nanometrów. Wystawione na gaz węglowodorowy, taki jak metan, cząstki te katalizują tworzenie nanorurek o średnicy trzech nanometrów, znacznie mniejszych niż 20-nanometrowe końcówki stosowane wcześniej.
Te problemy zostały rozwiązane, technologia jest teraz gotowa do wyprowadzenia z laboratorium. Jesteśmy w fazie demonstracji w laboratorium, mówi Jasie. Rozwój produkcji – budowa fabryki i uruchomienie całego sprzętu produkcyjnego – to kolejny duży krok.
Steve Jurichich, dyrektor ds. technologii wyświetlania w DisplaySearch Firma konsultingowa z Austin w Teksasie ostrzega, że sukces zależy częściowo od tego, jak bardzo można wykorzystać istniejącą technologię produkcyjną: wyświetlacze LCD są teraz molochem. Mówi, że gdyby producenci telewizorów nanorurek musieli zaczynać od zera z nowymi rodzajami sprzętu, konkurowanie byłoby niemożliwe.
Jednak jedną z potencjalnych zalet wyświetlaczy z nanorurek węglowych jest to, że mogą wykorzystywać te same ekrany luminoforowe, które są już obecnie produkowane masowo w kineskopach kineskopowych. A Jasie mówi, że proces hodowania nanorurek może wykorzystywać sprzęt bardzo podobny do tego, który jest używany do osadzania krzemu w dzisiejszych ekranach LCD.
Technologia Motoroli będzie miała mnóstwo konkurencji. Nie tylko wyświetlacze LCD i plazmowe ulegają szybkiej poprawie, ale Motorola będzie musiała konkurować z innymi producentami opracowującymi nowe wersje wyświetlaczy do emisji polowej. Samsung , na przykład, pracował również nad wyświetlaczami opartymi na nanorurkach węglowych (patrz Nanotech on Display ). A Canon i Toshiba planują rozpocząć własną wysyłkę wyświetlacze emisji pola do końca 2007 roku; ich technologia wykorzystuje nanorurki w płytce emitującej elektrony, a nie nanorurki węglowe. Dodatkowa konkurencja może pochodzić z innych nadchodzących technologii wykorzystujących organiczne urządzenia emitujące światło, a nawet nanokryształy (patrz Wyświetlacze nanokrystaliczne).
To wszystko są dobre rzeczy i biorąc pod uwagę odpowiednie ramy czasowe, niektóre z nich się udają, mówi Jurichich. Ale nie oczekuj ich na Boże Narodzenie.